半導體封裝

以製造流程監測作為
線上百百檢的品質防護方案

在封裝領域中,晶圓設備品質深切影響產能及品質,如何避免無預警停機,監測設備健康度至關重要。
要如何預防不良品被大量製造? 維護客戶利益?

產業趨勢與導入理由


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預估 2027年前先進封裝市場將超過傳統封裝
根據Yole Développement產業分析報告,2021年IC封裝市場規模為840億美元,其中先進封裝市場規模約為380億美元,佔IC封裝市場的44%。先進半導體晶片以及複雜封裝結構等需求之增加,為先進封裝市場成長的主要動力。預計2027年先進封裝市場將成長至650億美元,年均複合成長率(Compound Annual Growth Rate,簡稱CAGR)約為10%,且市場占比亦將逐年增加,估計2027年前將成長至50%以上。

*其他包含工業、航太、醫療等領域


預估 2027年前先進封裝市場將超過傳統封裝

資料來源:Yole Développement,科技發展觀測平台整理



導入理由-精準保養與維修

在製造自動化與提高人機比的生產趨勢下,必須要以精準保養的觀點來取代以往順序式保養,將人力資源精準投放,以優化設備工程師的保養效益。確認設備維修需求後,以精準維修取代試誤更換,減少等待關鍵料件時間、降低錯換料件成本;提升機台復歸生產排程效率。


導入理由-精準保養與維修

前段製造關鍵設備 監測重點

無預警停機將嚴重影響生產排程,因此監測機台健康度至關重要!以製造流程監測作為品質防護方案,並異常即時警示!有效攔截不良品被大量製造,維護客戶利益。另外,環境因子、ESG議題、管理用電與碳排等,執行監測避免影響製程、降低成本、精細管理。


前段製造關鍵設備 監測重點
M-series
應用案例

・VMS-DDP:劃膠吐膠穩定度量測
・VMS-M14:2.5D封裝回焊爐設備監測
・VMS-CK:割刀製程品質監測系統
・VMS-PC:雷射切割機氣壓缸監測
・TCS:溫控系統

劃膠吐膠量穩定度監測?

劃膠機控制吐膠量是非常重要的,過多或過少都可能對製程產生不良影響。適當的吐膠量能確保膠水均勻分佈,避免形成氣泡或不均勻的固定,並且具有足夠的黏附性,確保在製程中晶圓不會移動或偏移。

VMS-DDP超高速壓力監測系統
監測每一次劃膠氣體壓力供給動態訊號、確保每次劃膠吐膠量均勻如一。根據產品別設定之劃膠壓力,按精度標準設並監測門檻。每次劃膠動作皆存取數據檔,提供日後異常分析。以劃膠動態流程區間數據作趨勢圖,作為日後第二種異常判別標準。

劃膠吐膠量穩定度監測?


2.5D上片回焊製程監測?

上片回焊過程通常涉及晶片與基板的壓合。氣壓缸可以被用來控制上片回焊過程中的機械壓力。這對確保晶片和基板之間的接觸完整性非常重要,有助於確保焊接的可靠性。

VMS-M14 2.5D封裝回焊爐設備監測
針對 2.5D 製程在Filp chip bonding 段監控覆晶上片機台,上膠後與產品材料貼合的品質監控,監測鎖定氣壓缸或電動缸推動加熱盤面上升、下降時特定動作所產生的動態振動值,以避免因為機構老化或故障產生異常振動造成材料產品貼合時偏移。

2.5D封裝回焊爐設備監測
VMS-ML
應用案例

・晶圓切割機部件機構動作品質
・PCB切板品質監測
・Die bonder 螺桿狀態
・Wire Bonder品質監測
・Datacon 8800 Bond Head 振動監測
・8通道監測

如何監測晶圓切割機部件機構動作品質?

VMS-ML 機器學習智能監控系統
針對主軸啟動升速、晶圓切割等機構動作中擷取同步產生的振動訊號,進行優良狀態下的規範學習及動作判別,透過與規範比對結果,檢測重複性的動作,達到機械動作品質檢測目的。可監測項目氣浮式主軸運作品質、刀座與刀座螺紋品質、刀具與護蓋鎖附品質狀況、X Y Z移動軸、伺服馬達、定點停留品質等及維護後的效益。

晶圓切割機部件機構動作品質

Die bonder 螺桿監測

螺桿可以控制Die Bonder的運動,確保晶片被準確地放置在基板上。螺桿的精密度和穩定性直接影響晶片的定位精度,一些Die Bonder的螺桿可以用來調節壓力,確保晶片被適當地壓合在基板上。正確的壓合壓力有助於確保良好的焊接或黏著,影響著封裝的可靠性,這對於半導體封裝的成功至關重要。

VMS-ML 機器學習智能監控系統
能夠藉由機器學習建立螺桿動態規範,可以確認螺桿維修前後運行狀態比對,由下圖可知螺桿在維修前時序不一致,動態相似度分數降低。而維修後時序較一致,動態相似度分數恢復高分。

Die bonder 螺桿監測
IIoT
應用案例

・Die bonder 電流動態訊號監測
・切片機冰水機監測
・Datacon 8800 Filp吸嘴氣壓監測
・機台內微粒子監測
・FAB環境參數監測
・產品碳排放與用電管理

Datacon 8800 Filp吸嘴氣壓監測

IIoT 監測氣壓異常告警
在固定時間點內,確認是否有觸發動作,如果有將此區間做邊緣運算,提取負壓特徵值,並由此特徵值設置門檻,ex:負壓最小值高於-40視為負壓異常,因此壓力異常有可能電磁閥損壞或管路破損。系統可設定負壓低於門檻值警報、正壓高於門檻值警報、詳細紀錄Flip 氣壓警報時間點與壓力值並即時顯示警報時間點。

監測氣壓異常告警

同時管理節能與減碳排?

企業越來越被要求在其製程中實現碳中和或減排目標,以支持全球永續發展的努力,有效的電能管理是實現可持續生產目標的重要一環。降低能源消耗有助於減緩對自然資源的依賴,降低碳足跡。而許多大型企業要求其供應鏈夥伴也參與減排和碳中和,這使得製程中碳排放的管理變得更加重要。

EMS 電能管理系統
除了能有效將分散的設備進行集中用電統一管理,實施節約用電外。還可透過電力數據換算成設備稼動率與碳排放,透過數位化管理,降低成本精細化管理,自動抄表,釋放人力。保障安全生產,提高設備效率。


同時管理節能與減碳排?

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